1. Docker 网络理论

容器网络实质上是由 Dokcer 为应用程序所创造的虚拟环境的一部分，它能让应用从宿主机操作系统的网络环境中独立出来，形成容器自有的网络设备、IP 协议栈、端口套接字、IP 路由表、防火墙等等与网络相关的模块。
Docker 为实现容器网络，主要采用的架构由三部分组成：CNM、Libnetwork 和驱动。

1.1. CNM

Docker 网络架构采用的设计规范是 CNM（Container Network Model）：CNM 中规定了 Docker 网络的基础组成要素：Sandbox、Endpoint、Network。如图所示，
Docker 网络理论 - 图1

  • Sandbox，提供了容器的虚拟网络栈，也即端口套接字、IP 路由表、防火墙、DNS 配置等内容。主要用于隔离容器网络与宿主机网络，形成了完全独立的容器网络环境。
  • Network，Docker 内部的虚拟子网，网络内的参与者相互可见并能够进行通讯。Docker 的虚拟网路和宿主机网络是存在隔离关系的，其目的主要是形成容器间的安全通讯环境。

  • Endpoint，就是虚拟网络的接口，就像普通网络接口一样，Endpoint 的主要职责是负责创建连接。在 CNM 中，终端负责将沙盒连接到网络。个人理解：Endpoint 与常见的网络适配器类似，也就意味着 Endpoint 只能接入某一个网络。因此，如果容器需要接入到多个网络，就需要多个 Endpoint。

    ★> 如上图所示（我们将图中的三个容器从左到右依次标记为 1、2、3），那么容器 2 有两个 endpoint 并且分别接入 NetworkdA 和 NetworkB。那么容器 1 和容器 2 是可以实现通信的，因为都接入了 NetworkA。但是容器 3 和容器 1，以及容器 2 的两个 Endpoint 之间是不能通信的，除非有三层路由器的支持。 ”

    1.2. Libnetwork

    Libnetwork 是 CNM 的标准实现。Libnetwork 是开源库，采用 Go 语言编写（跨平台的），也是 Docker 所使用的库，Docker 网络架构的核心代码都在这个库中。Libnetwork 实现了 CNM 中定义的全部三个组件，此外它还实现了本地服务发现、基于 Ingress 的容器负载均衡，以及网络控制层和管理层功能。

    1.3. 驱动

    如果说 Libnetwork 实现了控制层和管理层功能，那么驱动就负责实现数据层。比如网络的连通性和隔离性是由驱动来处理的。驱动通过实现特定网络类型的方式扩展了 Docker 网络栈，例如桥接网络和覆盖网络。
    Docker 内置了若干驱动，通常被称作原生驱动或者本地驱动。比如 Bridge Driver、Host Driver、Overlay Driver、MacLan Driver、None Driver 等等。第三方也可以编写 Docker 网络驱动，这些驱动被叫做远程驱动，例如 Calico、Contiv、Kuryr 以及 Weave 等。每个驱动负责创建其上所有网络资源的创建和管理。
    其中 Bridge 和 Overlay 在开发过程中使用频率较高。

  • Bridge，Docker 容器的默认网络驱动，通过网桥来实现网络通讯。

  • Overlay，借助 Docker 集群模块 Docker Swarm 搭建的跨 Docker Daemon 网络。通过它可以搭建跨物理网络主机的虚拟网络，进而让不同物理机中运行的容器感知不到多个物理机的存在。

Docker 网络理论 - 图2
在 Docker 安装时，会自动安装一块 Docker 网卡称为 docker0，用于 Docker 各容器及宿主机的网络通信。

  1. docker0   Link encap:Ethernet  HWaddr 02:42:be:6b:61:dc
  2.           inet addr:172.17.0.1  Bcast:172.17.255.255  Mask:255.255.0.0
  3.           inet6 addr: fe80::42:beff:fe6b:61dc/64 Scope:Link
  4.           UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
  5.           RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
  6.           TX packets:332 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
  7.           collisions:0 txqueuelen:0
  8.           RX bytes:0 (0.0 B)  TX bytes:30787 (30.7 KB)

★> 个人理解：CNM 就是一个设计文档，指导你怎么去实现容器网络，而 Libnetwork 和驱动则是其具体实现，从而确保容器网络的通信。